刘尽尧团队在《自然》子刊发表成果，有望为开发新型口服益生菌药物提供新途径

近日，上海交通大学医学院分子医学研究院刘尽尧研究员团队在《科学》子刊Science Advances（IF=14.957）发表研究成果，表面矿化涂层制备可抗紫外辐照、耐氧气、能抵抗胃酸和胆汁酸等不利胃肠道因素的活体细菌药物。鉴于其制备简便且不影响细菌活性，生物界面矿化为开发新型口服益生菌药物提供新途径。

维护肠道微生物群稳态对于疾病防治具有重要意义。例如炎症性肠病是一种慢性复发性肠道炎症性疾病，传统的药物治疗疗效往往不令人满意，且停药后易复发。口服益生菌作为肠炎治疗新手段，可以无侵袭性、低副作用地直接干预肠道微生物群，进而调节消化道微生态平衡、抑制致病菌并减缓炎症反应。益生菌治疗的一个关键步骤是要求在生产过程中尽最大限度避免益生菌失活，并在口服给药至肠道后保持足够数量。然而，通过现有方法制备的口服益生菌制剂面临诸多挑战。例如：厌氧益生菌在生产过程中暴露于空气后，会影响细菌胞内的酶和核酸等物质的活性；制剂在消杀过程中容易导致细胞应激、细胞结构发生改变，甚至失活；胃酸和胆汁酸可使摄入的益生菌存活率大幅度降低等。

受自然界生物体产生矿化涂层为软组织提供外骨骼保护的启发，刘尽尧团队报道了一种静电作用介导的生物界面矿化益生菌保护方法。该方法可在细菌表面生成一层具有抵抗环境干扰并可自行脱出的涂层，从而在不影响活性的前提下提高益生菌对环境不利因素的抵抗能力。

该研究结果表明，通过碳酸钠和氯化钙的简单混合，在短时间内即可在细菌表面形成一层均匀的碳酸钙涂层。该方法适用于涂覆不同种类的菌株，包括专性厌氧菌和兼性厌氧菌，并不影响细菌的存活率。作为物理屏障，所产生的矿物涂层赋予封装的厌氧菌对氧气暴露、紫外线照射和75% 乙醇展示出强劲抵抗力。口服后，涂层可通过双重分解与胃酸自发反应，同时实现胃酸的快速中和和封装细菌的智能释放。此外，生成的钙离子可引发胆汁酸酸分子的聚集，使细菌能免于胃酸和胆汁酸的双重破坏作用安全抵达肠道。以葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠为模型，矿化涂层益生菌显示出显著增强的治疗潜力。

课题组耿忠民博士后（现为青岛大学肿瘤研究院研究员）为该论文第一作者，刘尽尧研究员，曹浈萍副研究员和吴冯助理研究员为该论文共同通讯作者。该工作得到第十四批国家海外高层次人才引进青年项目、科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金委面上项目、上海市探索者计划等支持。